# Επισκοπηση

Το Starlink Viewer εμφανιζει μια ζωντανη τρισδιαστατη υδρογειο με ολους τους ~10.000 δορυφορους Starlink σε κινηση πραγματικου χρονου, την τοποθεσια του πιατου σας και μια συναγομενη συνδεση με τον δορυφορο που πιθανοτατα εξυπηρετει το τερματικο σας.

Το ιδανικο εργαλειο παρακολουθησης Starlink θα σας εδειχνε ακριβως ποιος δορυφορος επικοινωνει με το πιατο σας σε καθε δεδομενη στιγμη, ποτε γινεται μεταγωγη σε νεο δορυφορο και τη διαδρομη σηματος απο το πιατο σας μεσω του δορυφορου στον επιγειο σταθμο. Αυτο θα απαιτουσε το πιατο να αποκαλυψει την ταυτοτητα του εξυπηρετουντος δορυφορου και την κατευθυνση ηλεκτρονικης κατευθυνσης δεσμης. Η SpaceX δεν εκθετει κανενα απο τα δυο, επομενως το Nexus συναγει τον εξυπηρετουντα δορυφορο απο τα διαθεσιμα δεδομενα.

# Γιατι ειναι απαραιτητη η συναγωγη

Η SpaceX κλειδωνει τα δεδομενα αναγνωρισης δορυφορων πισω απο πιστοποιημενα gRPC endpoints που ειναι μη προσβασιμα στο firmware καταναλωτη.

• Το dish_get_context περιεχει ενα πεδιο initial_satellite_id, αλλα επιστρεφει PermissionDenied σε hardware καταναλωτη απο το firmware 9f4d05a4 (Ιουνιος 2021).
• Το transceiver_get_telemetry εκθετει lmac_satellite_id και target_satellite_id, αλλα επιστρεφει UNIMPLEMENTED σε ολα τα τερματικα καταναλωτη.
• Η PKI πιστοποιηση προκλησης-αποκρισης με κλειδια ελεγχομενα απο τη SpaceX σημαινει οτι δεν υπαρχει καμια παρακαμψη κοινοτητας.
• Η κατευθυνση ηλεκτρονικης κατευθυνσης δεσμης: η οποια θα αναγνωριζε αμεσα τον εξυπηρετουντα δορυφορο; δεν εκτιθεται μεσω κανενος endpoint.
• Η κεραια phased array του πιατου κατευθυνει τη δεσμη της ηλεκτρονικα εως ±50° απο τον αξονα boresight, αλλα αυτη η γωνια κατευθυνσης ειναι πληρως αορατη στους εξωτερικους καταναλωτες του API.

# Διαθεσιμα δεδομενα

# Μετρημενα απο το πιατο

# Εξωτερικες πηγες

# Τι δεν ειναι διαθεσιμο

# Πως λειτουργει η αντιστοιχιση

# Αντιστοιχιση δορυφορων

Ο προβολεας εκτελει τον ακολουθο υπολογισμο στο 1 Hz:

1. Θεση παρατηρητη: οι συντεταγμενες GPS του πιατου απο το get_location καθοριζουν που βρισκεστε στη Γη.

2. Θεσεις δορυφορων: χρησιμοποιωντας SGP4 τροχιακη διαδοση σε TLE δεδομενα απο το CelesTrak, ο προβολεας υπολογιζει το αζιμουθιο, το υψος και την πλαγια αποσταση καθε δορυφορου Starlink οπως φαινεται απο την τοποθεσια του πιατου σας.

3. Φιλτραρισμα οπτικου πεδιου: λαμβανονται υποψη μονο δορυφοροι πανω απο 10° υψος. Η φυσικη κατευθυνση boresight του πιατου (απο το alignment_stats) οριζει το κεντρο του κωνου ~100° οπτικου πεδιου του phased array.

4. Επιλογη πλησιεστερου υποψηφιου: ο δορυφορος με τη μικροτερη γωνιακη αποσταση απο το κεντρο του φυσικου boresight επιλεγεται ως ο πιθανοτερος εξυπηρετων δορυφορος.

# Ο σταυρος στοχευσης boresight

Ο σταυρος στοχευσης στο πολικο διαγραμμα ουρανου αντιπροσωπευει τον φυσικο προσανατολισμο του σωματος του πιατου, οχι την κατευθυνση ηλεκτρονικης δεσμης. Η κεραια phased array του Starlink ειναι σε μεγαλο βαθμο ακινητη μετα την αρχικη ευθυγραμμιση; οι τιμες boresight αλλαζουν κατα κλασματα μοιρας σε ωρες λογω ανεμου η θερμικων επιδρασεων. Το πιατο δεν κινειται φυσικα για να παρακολουθει μεμονωμενους δορυφορους.

Η πραγματικη κατευθυνση δεσμης γινεται ηλεκτρονικα μεσα στο phased array σε επιπεδο RF, σαρωνοντας εως ±50° απο το φυσικο boresight για να παρακολουθει τον εξυπηρετουντα δορυφορο. Αυτη η κατευθυνση ηλεκτρονικης δεσμης δεν εκτιθεται μεσω κανενος endpoint API καταναλωτη.

# Ανιχνευση αλλαγης δορυφορου

Οταν ο πλησιεστερος υποψηφιος δορυφορος αλλαξει (ενα διαφορετικο NORAD αναγνωριστικο γινει γεωμετρικα πλησιεστερο), αυτο παρατηρειται ως συναγομενη αλλαγη δορυφορου. Αυτες οι αλλαγες συσχετιζονται με αλλα δεν επιβεβαιωνουν πραγματικες μεταγωγες πιατου. Αντικατοπτριζουν την τροχιακη μηχανικη; καθως οι δορυφοροι περνουν απο πανω με ~7,5 km/s, αυτος που ειναι πλησιεστερα στο κεντρο boresight του πιατου αλλαζει φυσικα καθε λιγα λεπτα.

Οι πραγματικες μεταγωγες δορυφορων στο Starlink ειναι σχεδιασμενες να ειναι απροβληματιστες (make-before-break), χωρις να παραγουν μετρησιμη ασυνεχεια στην καθυστερηση η τον ρυθμο μεταφορας που θα μπορουσε να χρησιμοποιηθει ως αξιοπιστο σημα ανιχνευσης στο τρεχον firmware.

# Βαθμολογια εμπιστοσυνης

Η βαθμολογια εμπιστοσυνης αντικατοπτριζει τη γεωμετρικη πιθανοτητα ο αντιστοιχισμενος δορυφορος να ειναι ο πραγματικος εξυπηρετων:

Αυτα τα κατωφλια ειναι βαθμονομημενα για το φυσικο boresight (κατευθυνση σωματος πιατου), οχι για την ηλεκτρονικη δεσμη. Επειδη το phased array μπορει να κατευθυνει ±50° απο την οψη του πιατου, ο εξυπηρετων δορυφορος θα βρισκεται τυπικα 10-40° απο το κεντρο του φυσικου boresight. Μια αντιστοιχιση «Υψηλης» εμπιστοσυνης σημαινει οτι υπαρχει ενας μονος ισχυρος γεωμετρικος υποψηφιος; δεν σημαινει οτι η αναγνωριση εχει επιβεβαιωθει.

# Βαθμος ακριβειας

# Σε τι μπορειτε να εμπιστευτειτε

Οι θεσεις δορυφορων στην υδρογειο ειναι ακριβεις. Τα TLE δεδομενα απο το CelesTrak ειναι εγκυρα (προερχονται απο το US Space Force 18th Space Defence Squadron) και η SGP4 διαδοση ειναι η τυπικη μεθοδος που χρησιμοποιειται απο την κοινοτητα παρακολουθησης διαστηματος. Η ακριβεια θεσης ειναι τυπικα εντος μερικων χιλιομετρων για προσφατα ενημερωμενα TLE.

Η τοποθεσια του πιατου σας ειναι ακριβης. Προερχεται απευθειας απο το ενσωματωμενο GPS του πιατου.

Η φυσικη κατευθυνση boresight ειναι ακριβης. Μετραται απο την IMU (αδρανειακη μοναδα μετρησης) του πιατου με αβεβαιοτητα ~0,6°.

Το συνολο των ορατων δορυφορων ειναι ακριβες. Οι υπολογισμενες γωνιες παρατηρησης απο τη θεση σας προς καθε δορυφορο ειναι γεωμετρικα ακριβεις, ετσι το πολικο διαγραμμα δειχνει σωστα ποιοι δορυφοροι ειναι πανω σας και που βρισκονται στον ουρανο.

# Τι ειναι συναγομενο

Ο αναγνωρισμενος δορυφορος ειναι μια τεκμηριωμενη εκτιμηση. Ο πλησιεστερος δορυφορος στο κεντρο boresight ειναι ο καλυτερος γεωμετρικος υποψηφιος, αλλα το πιατο μπορει να επικοινωνει με οποιονδηποτε δορυφορο εντος του ευρους ηλεκτρονικης κατευθυνσης ±50°. Σε οποιαδηποτε δεδομενη στιγμη, δεκαδες δορυφοροι μπορει να ειναι εντος του οπτικου πεδιου.

Οι αλλαγες δορυφορων ειναι παρατηρουμενη γεωμετρια, οχι επιβεβαιωμενες μεταγωγες. Οταν ο πλησιεστερος υποψηφιος αλλαξει, αυτο αντικατοπτριζει τροχιακη ολισθηση; ενας διαφορετικος δορυφορος γινεται γεωμετρικα πλησιεστερος. Οι πραγματικες μεταγωγες πιατου μπορει να συμπιπτουν η οχι με αυτες τις γεωμετρικες αλλαγες. Καποιες πραγματικες μεταγωγες θα ειναι αορατες στη συναγωγη (το πιατο αλλαζει σε διαφορετικο δορυφορο αλλα ο γεωμετρικα πλησιεστερος δεν αλλαζει), και καποιες παρατηρουμενες αλλαγες θα ειναι καθαρη τροχιακη ολισθηση (ο γεωμετρικα πλησιεστερος αλλαξε αλλα το πιατο δεν αλλαξε πραγματικα).

Οι βαθμολογιες εμπιστοσυνης ειναι γεωμετρικες, οχι βασισμενες σε σημα. Μια αντιστοιχιση «Υψηλης» εμπιστοσυνης σημαινει καλη γεωμετρια, οχι επικυρωμενη συνδεση. Χωρις προσβαση στην κατευθυνση ηλεκτρονικης δεσμης η στο αναγνωριστικο του εξυπηρετουντος δορυφορου, κανενα εργαλειο βασισμενο σε firmware καταναλωτη δεν μπορει να επιβεβαιωσει ποιον δορυφορο χρησιμοποιει πραγματικα το πιατο.

# Σηματα που ερευνησαμε

Κατα τη διαρκεια της αναπτυξης, αξιολογηθηκαν αρκετα σηματα για ανιχνευση μεταγωγης. Ολα δοκιμαστηκαν σε πραγματικο hardware (rev3_proto2, firmware 2026.02.16.cr74084 και 2026.04.07.mr77639.1).

# Obstruction Map and Satellite Tracking

# Υποβαθρο

Η μελετη SatInView απο τους Ahangarpour, Zhao, and Pan (ACM MobiCom '24 LEO-NET Workshop) απεδειξε οτι ο εξυπηρετων δορυφορος μπορει να αναγνωριστει με επαναφορα του χαρτη εμποδιων του πιατου στα ορια μεταγωγης των 15 δευτερολεπτων, συλλογη στο 1 Hz και XOR γειτονικων καρε για εξαγωγη της τροχιας του δορυφορου καθως κινειται στο οπτικο πεδιο. Η παρατηρουμενη τροχια στη συνεχεια αντιστοιχιζεται με θεσεις δορυφορων που εχουν υπολογιστει απο TLE για σχεδον μονοσημαντη αναγνωριση.

Κατα την αρχικη αναπτυξη του Starlink Viewer, δοκιμασαμε τον χαρτη εμποδιων χωρις να εκτελουμε επαναφορα. Σε μη εμποδισμενο πιατο, ο χαρτης φαινοταν στατικος, μια πληρως κορεσμενη μασκα καθαρου ουρανου χωρις μεταβολη απο καρε σε καρε. Συμπεραναμε οτι τα δεδομενα δεν περιειχαν πληροφοριες σηματος δορυφορου σε πραγματικο χρονο. Αυτο το συμπερασμα ηταν ακριβες για τον μη επαναφερομενο χαρτη, αλλα ελλιπες: ο χαρτης φαινοταν στατικος επειδη καθε pixel που μπορουσε να ζωγραφισει ο τρεχων δορυφορος ηταν ηδη αναμμενο απο προηγουμενες διελευσεις δορυφορων. Χωρις προηγουμενο καθαρισμο των συσσωρευμενων δεδομενων, δεν υπηρχε τιποτα νεο για να εντοπισει το XOR.

# Ενημερωμενα ευρηματα

Μετα απο αλληλογραφια με την ερευνητικη ομαδα SatInView, δοκιμασαμε την πληρη προσεγγιση βασει επαναφορας σε hardware rev3_proto2 με firmware 2026.04.07.mr77639.1 (Απριλιος 2026). Τα αποτελεσματα επιβεβαιωνουν οτι η τεχνικη λειτουργει στο τρεχον hardware και firmware:

• Το dish_clear_obstruction_map ειναι διαθεσιμο και λειτουργικο. Η κληση του καθαριζει τα συσσωρευμενα δεδομενα SNR (377 ενεργα pixel μειωθηκαν σε 1 στις δοκιμες).
• Μετα απο επαναφορα, ο χαρτης αναδομειται περιπου με ενα νεο pixel ανα δευτερολεπτο καθως ο εξυπηρετων δορυφορος κινειται μεσα στο οπτικο πεδιο.
• Το XOR γειτονικων καρε στο 1 Hz παραγει καθαρα σημεια τροχιας ενος pixel με σχεδον μηδενικη διασπορα.
• Ο χρονισμος μεταγωγης των 15 δευτερολεπτων (12ο, 27ο, 42ο και 57ο δευτερολεπτο καθε λεπτου, συγχρονισμενα παγκοσμια) επιβεβαιωθηκε στο hardware μας. Διαδοχικα διαστηματα παρακολουθησαν τον ιδιο δορυφορο συνεχως, με σαφες αλμα τροχιας οταν συνεβη πραγματικη μεταγωγη.
• Ο χαρτης αναφερει FRAME_EARTH σε σταθερα ενεργα πιατα, που σημαινει οτι το πλεγμα ειναι προσανατολισμενο με το κεντρικο ανω pixel να αντιστοιχει σε αληθινο βορρα. Κινητα η ανενεργα πιατα μπορει να αναφερουν FRAME_UT, οπου το κεντρικο κατω pixel αντιστοιχει στην κατευθυνση boresight.

# Συμβιβασμος: γιατι το Nexus δεν επαναφερει τον χαρτη απο προεπιλογη

Η κληση dish_clear_obstruction_map ειναι καταστροφικη, σβηνει το συσσωρευμενο προφιλ εμποδιων του πιατου. Για χρηστες με εμποδισμενες εγκαταστασεις (δεντρα, κτηρια η αλλες κατασκευες), αυτα τα δεδομενα ειναι πολυτιμα για τη διαγνωση προβληματων σηματος και συγκεντρωνονται με τον καιρο σε πολλες διελευσεις δορυφορων. Η επαναφορα καθε 15 δευτερολεπτα εμποδιζει το πιατο απο το να συσσωρευει οποιαδηποτε δεδομενα εμποδιων και η εφαρμογη Starlink για κινητα θα δειξει κενο η μερικο χαρτη.

Το Nexus χρησιμοποιει προς το παρον γεωμετρικη συναγωγη (κατευθυνση boresight + αντιστοιχιση TLE) ως προεπιλεγμενη μεθοδο αναγνωρισης δορυφορου. Αυτη η προσεγγιση ειναι μη καταστροφικη, δεν καλει κανενα endpoint εγγραφης στο πιατο και δεν εχει παρενεργειες στα δεδομενα εμποδιων του χρηστη.

Χρησιμοποιουμε την προσεγγιση βασει τροχιας ως εργαλειο βαθμονομησης για να επικυρωσουμε και να βελτιωσουμε την ακριβεια της γεωμετρικης μας συναγωγης. Αξιολογουμε επισης αν θα προσφερουμε την παρακολουθηση τροχιας ως προαιρετικο τροπο για προχωρημενους χρηστες και ερευνητες, με σαφη ενημερωση για τον συμβιβασμο της επαναφορας χαρτη.

# Τι θα μπορουσε να αλλαξει αυτο

Μελλοντικες ενημερωσεις firmware η αναθεωρησεις hardware θα μπορουσαν να εκθεσουν προσθετη τηλεμετρια που θα βελτιωνε την ακριβεια συναγωγης:

• Λειτουργικο seconds_to_first_nonempty_slot: αν αυτο το πεδιο συμπληρωθει σε νεοτερο firmware η hardware, θα παρειχε αξιοπιστο σημα χρονισμου ανα μεταγωγη.
• Γωνιες ηλεκτρονικης κατευθυνσης δεσμης: οποιαδηποτε εκθεση της πραγματικης κατευθυνσης δεσμης του phased array θα επετρεπε αμεση αναγνωριση δορυφορου.
• Χαλαρωμενη πιστοποιηση στο dish_get_context: αν η SpaceX επανενεργοποιουσε το πεδιο initial_satellite_id, το προβλημα θα λυνοταν πληρως.
• Μη καταστροφικα δεδομενα σηματος σε πραγματικο χρονο: αν μελλοντικο firmware εκθεσει πληροφοριες σηματος ανα δορυφορο μεσω ξεχωριστου endpoint η μη καταστροφικης παραλλαγης του χαρτη εμποδιων, η προσεγγιση αντιστοιχισης τροχιας θα μπορουσε να χρησιμοποιηθει χωρις επαναφορα των δεδομενων εμποδιων του χρηστη.
• Νεες γενιες hardware: η SpaceX αναπτυσσει V3 δορυφορους και νεο hardware τερματικων. Διαφορετικες αναθεωρησεις firmware η hardware μπορει να συμπληρωσουν πεδια που ειναι προς το παρον ανενεργα η να εκθεσουν νεα τηλεμετρια.

# Προηγουμενη εργασια

Το Nexus χρησιμοποιει γεωμετρικη συναγωγη (κατευθυνση boresight + θεσεις δορυφορων απο TLE) για να εκτιμησει ποιος δορυφορος εξυπηρετει το πιατο. Αυτη ειναι μια ευρετικη προσεγγιση, αποτελεσματικη και μη καταστροφικη, αλλα περιορισμενη σε ακριβεια.

Για αναγνωριση υψηλοτερης ακριβειας, η τεχνικη SatInView που αναπτυχθηκε απο τους Ahangarpour, Zhao, and Pan στο University of Victoria (ACM MobiCom 2024, LEO-NET Workshop) επιτυγχανει σχεδον μονοσημαντη αναγνωριση δορυφορου συσχετιζοντας τροχιες χαρτη εμποδιων με TLE δεδομενα. Η προσεγγιση τους απαιτει επαναφορα του χαρτη εμποδιων στα ορια μεταγωγης, την οποια επιβεβαιωσαμε οτι λειτουργει στο τρεχον hardware και firmware (δειτε Obstruction Map and Satellite Tracking). Η υλοποιηση τους ειναι διαθεσιμη στο github.com/aliahan/SatInView.

Χρησιμοποιουμε την τεχνικη τους βασει τροχιας ως αναφορα για να βαθμονομησουμε και να βελτιωσουμε την ακριβεια της γεωμετρικης συναγωγης που χρησιμοποιειται στο Starlink Viewer.

# Τροχιακα δεδομενα

Οι θεσεις δορυφορων προερχονται απο το συμπληρωματικο GP endpoint του CelesTrak, το οποιο παρεχει εφημεριδες που εχουν συνεισφερθει απο τη SpaceX συγχωνευμενες με τυπικα δεδομενα καταλογου του 18th Space Defence Squadron. Τα δεδομενα αποθηκευονται τοπικα στην κρυφη μνημη απο το Rust backend και ανανεωνονται καθε 6 ωρες, με εφεδρικη χρηση κρυφης μνημης 48 ωρων αν το CelesTrak δεν ειναι προσβασιμο. Η γραμμη καταστασης εμφανιζει τον τρεχοντα αριθμο δορυφορων και την ηλικια δεδομενων.

# Τοποθεσια πιατου

Ο προβολεας χρησιμοποιει συντεταγμενες GPS απο το endpoint get_location του πιατου οταν ειναι διαθεσιμες. Αν τα δεδομενα GPS δεν ειναι προσβασιμα, μπορειτε να εισαγετε χειροκινητα το γεωγραφικο πλατος και μηκος σας στον πινακα διαμορφωσης.